(57)【要約】  【課題】  被写体のエッジ付近の偽色を抑えた良好な画質を実現するカラー撮像装置を提供する。  【解決手段】  カラー撮像装置１は、複数種類の色フィルタ１２が配置された固体撮像素子１４と、固体撮像素子１３から出力された原信号から色キャリア成分を除去する色キャリア成分除去処理部１７と、原信号のうちの補正の対象画素とその近傍画素との光量の変動を、色キャリア成分除去処理部１７にて色キャリア成分を除去された信号における対象画素と近傍画素との比率または差分に基づいて補正する信号補正処理部１８と、信号補正補正部１８により補正された補正信号から色信号および輝度信号を生成する輝度・色信号処理部１９とを備えている。【選択図】  図１
2006166258.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数種類の色フィルタが配置された固体撮像素子と、
前記固体撮像素子から出力された原信号から色キャリア成分を除去する色キャリア成分除去手段と、
前記原信号のうちの補正の対象画素とその近傍画素との光量の変動を、前記色キャリア成分除去手段にて色キャリア成分を除去された信号における前記対象画素と前記近傍画素との比率または差分に基づいて補正する補正手段と、
前記補正手段により補正された補正信号から色信号および輝度信号を生成する手段と、  を備えたことを特徴とするカラー撮像装置。
【請求項２】
前記補正手段は、前記対象画素の信号から、前記色キャリア成分除去手段にて色キャリア成分を除去された信号における前記対象画素の信号を減算する減算回路と、前記対象画素の信号に、前記色キャリア成分除去手段にて色キャリア成分を除去された信号における前記近傍画素の信号を加算する加算回路と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載のカラー撮像装置。
【請求項３】
複数種類の色フィルタが配置された固体撮像素子から出力された原信号から色キャリア成分を除去する色キャリア成分除去ステップと、
前記原信号のうちの補正の対象画素とその近傍画素との光量の変動を、前記色キャリア成分除去手段にて色キャリア成分を除去された信号における前記対象画素と前記近傍画素との比率または差分に基づいて補正する補正ステップと、
を有することを特徴とするカラー画像信号補正方法。
【請求項４】
複数種類の色フィルタが配置された固体撮像素子から出力された原信号から色キャリア成分を除去する色キャリア成分除去ステップと、
前記原信号のうちの補正の対象画素とその近傍画素との光量の変動を、前記色キャリア成分除去手段にて色キャリア成分を除去された信号における前記対象画素と前記近傍画素との比率または差分に基づいて補正する補正ステップと、
をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項５】
複数種類の色フィルタが配置された固体撮像素子から出力された原信号から色キャリア成分を除去する色キャリア成分除去ステップと、
前記原信号のうちの補正の対象画素とその近傍画素との光量の変動を、前記色キャリア成分除去手段にて色キャリア成分を除去された信号における前記対象画素と前記近傍画素との比率または差分に基づいて補正する補正ステップと、
をコンピュータに実行させるプログラムを記録したことを特徴とする機器読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はカラー撮像装置に関し、特に、単板カラー撮像装置の画像エッジ周辺に現れる偽色を抑圧する画像処理技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、カラー撮像装置としては単板カラー方式撮像装置が知られており、この種のカラー撮像装置は、１つの撮像素子に複数種類の色フィルタを市松状に配置することで色情報を得ている。そして、補色単板方式では、隣接する複数の画素の信号差から色差信号を生成しており、原色単板方式では自画素にない色成分は周囲画素の補間により生成している。このため、隣接画素に入射する光量に差があると、本来は存在しない色が現れてしまう。これは偽色またはエッジ着色と呼ばれ、画質劣化要因のひとつである。
【０００３】
３枚の固体撮像素子を用いた３板方式と呼ばれる撮像装置では、原理的に前記のような偽色は起こりえないが、装置の構成が複雑で高価なものとなってしまう。
【０００４】
従来、偽色を抑えた色差信号を生成するカラー撮像装置としては、特許文献１に記載されたものが知られている。図５に示されるように、従来の色差信号生成では、撮像素子から出力された信号の異なる組み合わせを使用して色差信号ＣＲ・ＣＢ、輝度信号ＣＬが作成される。ＣＲ信号生成に使用する素子出力信号ラインの組み合わせと、ＣＢ信号生成に使用する素子出力信号ラインの組み合わせとが、それぞれ選択されている。そして、信号生成に使用するラインを各々切り替えて、偽色の起こりにくい組み合わせで色信号処理を行うことによって、偽色が抑えられている。
【０００５】
また、特許文献２のカラー撮像装置は、入力信号を、それぞれの色フィルタからの出力信号に分離して、それぞれ別々にローパスフィルタ（以降ＬＰＦと記す）をかけて、各色信号の低周波成分を求めている。求めた各信号の低周波成分の比から輝度信号が推定され、これを元に色差信号が生成される。各信号の低周波成分の比から輝度信号の推定を行うことで、隣接画素に入射する光量に差があっても、その影響を低減し、偽色を抑えている。
【０００６】
また、上記従来技術以外にも、画像のエッジを検出し、エッジ付近は色信号にＬＰＦをかけることで偽色を目立たなくする方法や、エッジ付近の色信号の強度を落として偽色を抑える方法が一般的に用いられている。
【特許文献１】特開平１０−９８７３５（第７−１３ページ、図４）
【特許文献２】特開平６−１６５１９１（第８−９ページ、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の特許文献１に記載の撮像装置においては、素子出力信号ラインの組み合わせを選択的に使用しているので、ＣＲ信号生成、ＣＢ信号生成に使用されないラインが存在したり、同じ組み合わせの信号が複数ラインの信号生成に使用されたりして、そのために垂直方向の解像度が低下してしまうという問題点があった。
【０００８】
また、特許文献２のカラー撮像装置では、それぞれの色フィルタからの出力信号に対して、それぞれにＬＰＦをかける必要があり、回路が複雑になるという問題があった。また、信号の比率を求めるためには割算処理を用いる必要があり、回路が複雑で規模が大きくなってしまうという問題があった。
【０００９】
また、上述したように、画像のエッジ付近の色信号にＬＰＦをかけることで偽色を目立たなくする方法が一般的に用いられているが、この方法ではエッジ付近の色がボケでしまう。また、エッジ付近の色信号の強度を落として偽色を抑える方法では、エッジ周辺の色が薄くなってしまう。したがって、いずれの方法でも画質の劣化が避けられないという問題があった。
【００１０】
本発明は、従来の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、より正確な輝度及び色信号処理を簡素な構成で行い、画像のエッジ部分での偽色を抑えた良好な画像を得られるカラー撮像装置を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のカラー撮像装置は、複数種類の色フィルタが配置された固体撮像素子と、前記固体撮像素子から出力された原信号から色キャリア成分を除去する色キャリア成分除去手段と、前記原信号のうちの補正の対象画素とその近傍画素との光量の変動を、前記色キャリア成分除去手段にて色キャリア成分を除去された信号における前記対象画素と前記近傍画素との比率または差分に基づいて補正する補正手段と、前記補正手段により補正された補正信号から色信号および輝度信号を生成する手段とを備えている。対象画素は、補正の対象になる画素であり、補正対象画素といってもよい。また、近傍画素は、補正の基準になる画素であり、基準近傍画素といってもよい。
【００１２】
この構成により、複数の色フィルタが配置された固体撮像素子から出力される原信号から色キャリアを除去した信号を作成し、この信号の変動を入射光の変動として捉えて、その比率または差分により原信号の補正を行うことで画像のエッジ部分での入射光量の差の補正を行い、補正後の信号を用いて輝度・色信号処理を行っている。したがって、より正確な輝度・色信号処理を行うことができ、画像のエッジ部分での偽色を抑えた良好な画質の画像を得られるカラー撮像装置を単板式のような簡素な構成にて提供することができる。
【００１３】
また、本実施の形態のカラー撮像装置において、前記補正手段は、前記対象画素の信号から、前記色キャリア成分除去手段にて色キャリア成分を除去された信号における前記対象画素の信号を減算する減算回路と、前記対象画素の信号に、前記色キャリア成分除去手段にて色キャリア成分を除去された信号における前記近傍画素の信号を加算する加算回路とを備えている。この構成により、補正手段を減算回路と加算回路で構成するので、偽色の抑制を簡素な回路構成で実現できるカラー撮像装置を提供することができる。
【００１４】
また、本発明のカラー画像信号補正方法は、複数種類の色フィルタが配置された固体撮像素子から出力された原信号から色キャリア成分を除去する色キャリア成分除去ステップと、前記原信号のうちの補正の対象画素とその近傍画素との光量の変動を、前記色キャリア成分除去手段にて色キャリア成分を除去された信号における前記対象画素と前記近傍画素との比率または差分に基づいて補正する補正ステップとを有する。この方法により、上述の装置の態様と同様に、偽色を抑えた色信号を得ることのできる好適な信号処理方法を提供できる。
【００１５】
また、本発明の別態様はプログラムであり、このプログラムは、複数種類の色フィルタが配置された固体撮像素子から出力された原信号から色キャリア成分を除去する色キャリア成分除去ステップと、前記原信号のうちの補正の対象画素とその近傍画素との光量の変動を、前記色キャリア成分除去手段にて色キャリア成分を除去された信号における前記対象画素と前記近傍画素との比率または差分に基づいて補正する補正ステップとをコンピュータに実行させる。このようなプログラムを例えばＭＰＵや汎用ＤＳＰ等で動作させることにより、偽色を抑えた画像を得ることのできる画像信号処理をソフトウェアで好適に実現できる。
【００１６】
また、本発明の別態様は機器読み取り可能な記録媒体であり、この記録媒体は、複数種類の色フィルタが配置された固体撮像素子から出力された原信号から色キャリア成分を除去する色キャリア成分除去ステップと、前記原信号のうちの補正の対象画素とその近傍画素との光量の変動を、前記色キャリア成分除去手段にて色キャリア成分を除去された信号における前記対象画素と前記近傍画素との比率または差分に基づいて補正する補正ステップとをコンピュータに実行させるプログラムを記録している。このような記録媒体に記録されたプログラムを読み込み、ＭＰＵ、汎用ＤＳＰ等で動作させることにより、偽色を抑えた画像を得ることのできる画像信号処理をソフトウェアで実現できる。
【発明の効果】
【００１７】
上記のように、本発明のカラー撮像装置は、複数の色フィルタが配置された固体撮像素子から出力される原信号から色キャリアを除去した信号を作成し、この信号の変動を入射光の変動として捉えて、その比率または差分により原信号の補正を行うことで画像のエッジ部分での隣接画素の入射光量の差の補正を行っている。このような補正を行うことで、より正確な輝度・色信号処理が行えるため、画像のエッジ部分での偽色を抑え、安価な単板カラー撮像装置であっても良好な画像を得られる撮像装置を提供することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態のカラー撮像装置について、図面を用いて説明する。
【００１９】
図１は、本実施の形態におけるカラー撮像装置のブロック図である。本発明のカラー撮像装置１は、レンズ１１と、色フィルタ１２が貼り付けられた撮像素子１３と、ＡＦＥ（アナログフロントエンド）１４と、Ａ／Ｄ変換装置１５と、画像信号処理装置１６とを備えている。カラー撮像装置１は、その他にも、制御マイコンや記録装置、画像信号出力装置等の必要な構成を備えている。
【００２０】
上記構成において、レンズ１１は、被写体からの光を撮像素子１３へと集光する。色フィルタ１２は、希望する色の周囲の周波数を透過させ、それ以外の周波数の光は遮断する特性を持つ。異なる特性を持つ複数種類の色フィルタ１２を市松状に配置することで、１つの撮像素子１３でカラー情報を得ることができる。色フィルタ１２としては、赤、緑、青、の３原色を通過させる組み合わせの原色フィルタと、シアン、マゼンダ、イエロー、緑を通過させる組み合わせの補色フィルタとが一般的である。以下の説明では、色フィルタ１２が補色フィルタである。しかし、色フィルタ１２が原色フィルタであっても、原理的に同様の処理にて偽色の抑圧を行うことができる。
【００２１】
撮像素子１３は、画素に各々対応する光電変換素子がアレイ状に配列された素子であり、入射光の強度を電気信号に変換する。本実施の形態では、撮像素子１３がＣＣＤである。ＡＦＥ１４では、撮像素子１３から出力されるアナログ信号に対して相関２重サンプリングや、ゲインコントロールといったアナログ信号処理が施される。Ａ／Ｄ変換装置１５では、アナログ信号がデジタル信号に変換される。Ａ／Ｄ変換の後は、デジタル信号が処理される。
【００２２】
画像信号処理装置１６は、専用ＬＳＩまたはＡＳＩＣ等で構成されている。画像信号処理部１６は、デジタル化された画像信号を加工し、デジタル映像信号を生成および出力し、また、ＮＴＳＣ、ＰＡＬといったアナログ映像信号を生成および出力する。画像信号処理装置１６は、汎用ＤＳＰまたはＭＰＵ等で実現されてもよい。この場合、本実施の形態の画像処理を実現するプログラムがＤＳＰ等で実行される。このようなプログラムは、機器読取可能な記録媒体で提供され、記録媒体から読み取られたプログラムがＤＳＰ等で実行されてよい。
【００２３】
画像信号処理装置１６は、本実施の形態の特徴として色キャリア成分除去処理部１７と信号補正処理部１８を持つ。そして、画像信号処理装置１６はさらに輝度・色信号処理部１９を有している。
【００２４】
色キャリア成分除去処理部１７はローパスフィルタ（以下、ＬＰＦという）にて構成されている。画像信号処理装置１６に入力される原信号は、市松状に貼り付けられた色フィルタ１２の影響により、入射光の強度に色キャリア成分が重畳された状態にある。この原信号から、色キャリア成分除去処理部１７のＬＰＦにより、色キャリアを除去した信号が作成される。信号補正処理部１８では、色キャリアを除去した信号の比率または差分を用いて、隣接画素の輝度変動による影響を補正する。隣接画素は、補正の対象画素と、その近傍画素であり、近傍画素が補正の基準になる。対象画素の信号は、色キャリアを除去した信号における対象画素および近傍画素の信号を用いて、これらの比率または差分に基づき補正される。対象画素を、補正対象画素といってもよく、近傍画素を、基準近傍画素または補正基準近傍画素といってもよい。補正処理とその原理については、後にさらに詳細に述べる。補正後の信号でもって、輝度・色信号処理部１９にて輝度信号および色信号を生成する処理が行われる。このようにして、光量の変動が低減され、画像のエッジ部分での偽色を抑えた良好な画像を得ることのできるカラー撮像装置を実現することができる。
【００２５】
また、色キャリア成分除去処理部１７は、原信号から色キャリアを除去した信号を、輝度・色信号処理部１９にも供給する。この信号は、輝度・色信号処理部１９に入力され、ディテール信号の生成などの処理に活用される。
【００２６】
なお、従来技術の特許文献２（特開平６−１６５１９１）においても、カラー撮像装置がＬＰＦを備えている。しかし、同従来技術では、各色信号に分けてからそれぞれの信号の低周波成分を求めるためにＬＰＦが使用されている。これに対して、本実施の形態では、色キャリア成分除去という全く異なる目的でＬＰＦが使用されている。
【００２７】
図２は、図１の画像信号処理装置１６に対応する好適な回路構成の例である。図２の構成は専用ＬＳＩまたはＡＳＩＣ等にて好適に実現される。図２の構成は、前述のように汎用ＤＳＰまたはＭＰＵ等がプログラムを実行することでソフトウエアにより実現されてもよい。
【００２８】
図２では、概略的には、（２ｎ＋１）タップＬＰＦ２４、２５が図１の色キャリア成分除去処理部１７に相当し、減算器３０、３１および加算器３２、３３が信号補正処理部１８に相当する。そして、マトリクス演算部２８が、輝度・色信号処理部１９の先頭部分に相当し、図２の回路による処理の出力信号を入力としている。図示のように、マトリクス演算部２８でＲ，Ｇ，Ｂといった信号が得られ、そして、輝度・色信号処理部１９でＹ、ＣＢ、ＣＲ信号が生成される。
【００２９】
図２では、原信号が分岐されて１Ｈ遅延部２１に入力される。１Ｈ遅延部２１では、入力された信号が１Ｈ分、遅延され、垂直方向２ラインの信号が同時化される。１Ｈとは、水平同期信号１回分の期間であり、画像としては横１ライン分に相当する。
【００３０】
また、原信号は分岐されて、ｎＴ遅延部２２および（２ｎ＋１）タップＬＰＦ２４に入力される。（２ｎ＋１）タップＬＰＦ２４では色キャリアが除去される。このときのＬＰＦは１５〜１７タップで係数を適当に設定すれば、色キャリア成分を十分に除去し、かつ輝度成分を十分に残すことができ、このことが既に確認されている。
【００３１】
ｎＴ遅延部２２は、（２ｎ＋１）タップＬＰＦ２４による遅延とタイミングを合わせるために原信号を遅延させる。１Ｔは１ピクセルクロック期間であり、画像としては１画素分に相当する。
【００３２】
ｎＴ遅延部２２の出力は分岐されて、一方が１Ｔ遅延部２６を経てマトリクス演算部３４に接続され、他方が減算器３０に接続されている。１Ｔ遅延部２６での遅延により、水平２画素が同時化する。
【００３３】
（２ｎ＋１）タップＬＰＦ２４の出力も分岐され、一方が１Ｔ遅延部２８に接続され、他方が減算器３０に接続されている。したがって、色キャリアを除去した信号も、１Ｔ遅延部２８での遅延により、水平２画素が同時化する。
【００３４】
さらに、減算器３０および１Ｔ遅延部２８の出力側が加算器３２に接続され、加算器３２がマトリクス演算部３４に接続されている。
【００３５】
１Ｈ遅延部２１からは、前述のように、１Ｈ前の原信号が出力される。この信号も同様の構成の回路で処理される。すなわち、１Ｈ遅延部２１の出力は分岐されて、ｎＴ遅延部２３および（２ｎ＋１）タップＬＰＦ２５に入力される。ｎＴ遅延部２３の出力は分岐されて、一方が１Ｔ遅延部２７を経てマトリクス演算部３４に接続され、他方が減算器３１に接続されている。（２ｎ＋１）タップＬＰＦ２５の出力も分岐され、一方が１Ｔ遅延部２９に接続され、他方が減算器３１に接続されている。そして、減算器３１および１Ｔ遅延部２９の出力側が加算器３３に接続され、加算器３３がマトリクス演算部３４に接続されている。
【００３６】
次に、上記の図２の回路により行われる処理を説明する。図３は、処理される信号のイメージを示す概念図であり、図２の減算器３０、３１および加算器３２、３３より手前の部分における処理を示している。
【００３７】
図３の左方には、画素配列が符号４１で示されている。画素の信号は、左から順に、そして、上から順に入力される。図３では、原信号の画素が、Ｉｍ（ｎ）で表されている。ｍは垂直方向の位置であり、上から下へ向けて、・・・−１、０、１、２・・・と変化する。また、ｎは水平方向の位置であり、左から右へ向けて、・・・−１、０、１、２・・・と変化する。
【００３８】
以下の説明では、図３の画素配列４１の中央に示された隣接する２＊２画素、すなわち、Ｉ０（０）、Ｉ０（１）、Ｉ１（０）、Ｉ１（１）（それぞれ、左上、右上、左下、右下）に着目する。
【００３９】
また、以下の説明では、原信号から色キャリアが除去された信号をＬｍ（ｎ）と表す。ｍ、ｎの意味は、原信号Ｉと同じである。
【００４０】
さて、図３に符号４２で示されるように、原信号においては、１Ｈ遅延部２１、１Ｔ遅延部２６、１Ｔ遅延部２７を経ることで、下記の隣接する２＊２画素の信号が同時化されている。
Ｉ０（０），Ｉ０（１）
Ｉ１（０），Ｉ１（１）
また、図３に符号４３で示されるように、色キャリアを除去した信号においても、１Ｈ遅延部２１、１Ｔ遅延部２８、１Ｔ遅延部２９を経ることで、下記の隣接する２＊２画素の信号が同時化されている。
Ｌ０（０），Ｌ０（１）
Ｌ１（０），Ｌ１（１）
【００４１】
色フィルタが補色フィルタの場合、Ｉ０（０）、Ｉ０（１）、Ｉ１（０），Ｉ１（１）は、Ｇｒ（緑）、Ｍｇ（マゼンダ）、Ｃｙ（シアン）、Ｙｅ（イエロー）の信号１つずつの組み合わせとなっており（図５参照）、それぞれの信号の強度は次式で表される。
Ｇｒ ＝ ∫  ｐ（λ）＊ ｇｒ（λ）ｄλ    （式１）
Ｍｇ ＝ ∫  ｐ（λ）＊ ｍｇ（λ）ｄλ    （式２）
Ｃｙ ＝ ∫  ｐ（λ）＊ ｃｙ（λ）ｄλ    （式３）
Ｙｅ ＝ ∫  ｐ（λ）＊ ｙｅ（λ）ｄλ    （式４）
ｐ（λ）：入射光の分光エネルギー分布
ｇｒ（λ）ｍｇ（λ）ｃｙ（λ）ｙｅ（λ）：フィルタの分光透過率
λ：波長
【００４２】
これらに係数をかけて加減算するマトリクス演算により色差信号ＣＲ，ＣＢを得ることができる。
【００４３】
しかし、上記マトリクス演算は、Ｉ０（０）、Ｉ０（１）、Ｉ１（０），Ｉ１（１）の入射光ｐ（λ）が等しいという仮定のもとで設計されている。そのため、被写体の境界などでそれぞれの画素の入射光量が異なる場合は、本来と異なる値を算出してしまう。
【００４４】
ここで、Ｉ０（０）、Ｉ０（１）、Ｉ１（０），Ｉ１（１）に対応する入射光をそれぞれ、下記の通りとする。
Ｐ０（０）、Ｐ０（１）
Ｐ１（０），Ｐ１（１）
信号Ｌは色キャリアを除去したものであるから、下記の関係が期待できる。
Ｐ０（０）／ Ｐ０（１）  ≒ Ｌ０（０）／ Ｌ０（１）  （式５）
Ｐ１（０）／ Ｐ１（１）  ≒ Ｌ１（０）／ Ｌ１（１）  （式６）
そこで、信号Ｉ０（１），Ｉ１（１）に対して、下記式により補正をすることができる。
Ｉ'０（１） ＝Ｉ０（１）／Ｌ０（１）＊ Ｌ０（０）    （式７）
Ｉ'１（１） ＝Ｉ１（１）／Ｌ１（１）＊ Ｌ１（０）    （式８）
この場合、信号Ｉ０（０），Ｉ１（０）はそのまま使用される。そして、これら２＊２個の信号がマトリクス演算の入力信号とされる。これにより、被写体境界での入射光の変化を補正し、偽色を抑えた色信号生成処理が可能となる。
【００４５】
ただし、この補正処理では割算が必要となるため、ＬＳＩでの実現には不向きである。そこで、割算を減算に、積算を加算に置き換え、以下のような補正式を用いる。
【００４６】
Ｉ'０（１） ＝Ｉ０（１）−Ｌ０（１）＋ Ｌ０（０）    （式９）
Ｉ'１（１） ＝Ｉ１（１）−Ｌ１（１）＋ Ｌ１（０）    （式１０）
【００４７】
これは、信号の比ではなく信号の差で原信号の補正を行う簡易的なものであるが、この補正式であっても十分な偽色抑圧の効果を得られることが実験により確かめられた。この補正処理では、割算処理を必要としないため回路構成を大幅に簡素化することができ、ＬＳＩまたはＡＳＩＣ等での実現に有効である。
【００４８】
図２の回路構成は、減算および加算を用いる上記の式９、式１０の補正を実現している。すなわち、２＊２画素信号Ｉ０（０），Ｉ０（１），Ｉ１（０），Ｉ１（１）（それぞれ、左上、右上、左下、右下）が入力されると、（２ｎ＋１）タップＬＰＦ２４、２５にて、Ｌ０（０），Ｌ０（１），Ｌ１（０），Ｌ１（１）が生成される。そして、Ｉ０（１）、Ｌ０（１）が減算器３１に入力され、さらに、減算器３１の出力信号とＬ０（０）が加算器３３に入力される。したがって、加算器３３の出力は、式９のＩ'０（１）になり、この信号がマトリクス演算部３４に入力される。一方、Ｉ０（０）は、減算器３１、加算器３３で補正されずにマトリクス演算部３４に入力される。
【００４９】
同様に、Ｉ１（１）、Ｌ１（１）が減算器３０に入力され、そして、減算器３０の出力信号とＬ１（０）が加算器３２に入力される。したがって、加算器３２の出力は、式１０のＩ'１（１）になり、この信号がマトリクス演算部３４に入力される。 一方、Ｉ１（０）は、減算器３１、加算器３３で補正されずにマトリクス演算部３４に入力される。
【００５０】
以上をまとめると、本実施の形態では、２＊２画素信号Ｉ０（０），Ｉ０（１），Ｉ１（０），Ｉ１（１）（それぞれ、左上、右上、左下、右下）の入力に対して、下記の処理が行われている。
Ｉ０（０）・・・補正無し
Ｉ'０（１） ＝Ｉ０（１）−Ｌ０（１）＋ Ｌ０（０）
Ｉ１（０）・・・補正無し
Ｉ'１（１） ＝Ｉ１（１）−Ｌ１（１）＋ Ｌ１（０）
この処理では、Ｉ０（１）、Ｉ（１）が、補正の対象画素になっており、Ｉ０（０）、Ｉ１（０）が、補正の基準の近傍画素になっている。すなわち、上下各々の水平線上で、右側（後側）が補正の対象画素で、左側（前側）が、基準になる近傍画素である。そして、色キャリアを除去した信号における近傍画素と対象画素の差分（近傍画素−対象画素）が、対象画素の信号に加えられている。これにより、対象画素の光量が近傍画素の光量に近づき同程度になるように補正が行われている。すなわち、対象画素の光量が近傍画素の光量に合わされ、両者の間の光量の変動が低減されている。
【００５１】
上記の処理では、隣接画素のうち、右側の画素が補正の対象画素であり、左側の画素が近傍画素であった。しかし、本発明はこれに限定されない。例えば、左側の画素が対象画素であり、右側の画素が近傍画素であってもよい。すなわち、左側の画素の光量が右側の画素に合わせられる。この場合、図２の回路構成では、１Ｔ遅延部２６、１Ｔ遅延部２７が削除され、ｎＴ遅延部２２、２３と減算器３０、３１の間に１Ｔ遅延部が設けられる。さらに、１Ｔ遅延部２８、２９が削除され、（２ｎ＋１）タップＬＰＦ２４、２５と減算器３０、３１の間に１Ｔ遅延部が設けられる。補正処理は下記のようになる。
Ｉ'０（０） ＝Ｉ０（０）−Ｌ０（０）＋ Ｌ０（１）
Ｉ０（１）・・・補正無し
Ｉ'１（０） ＝Ｉ１（０）−Ｌ１（０）＋ Ｌ１（１）
Ｉ１（１）・・・補正無し
【００５２】
また、本発明の範囲内で、補正は、対象画素とその近傍の画素を用いて行われればよく、上記の例に限定されない。例えば、対象画素と近傍画素が上下に隣接する構成も考えられる。また、対象画素と近傍画素は、隣合っていなくてもよい。例えば、近傍画素が、対象画素の隣の隣にある画素であってもよい。また、複数の近傍画素を用いて対象画素を補正する構成も考えられる。また、１つの画素が、複数の対象画素にとっての近傍画素として扱われ、補正の基準になってもよい。
【００５３】
また、例えば、２つの画素の組み合わせにおいて、各画素が補正の対象画素であり、かつ、相手画素にとっての補正基準の近傍画素であってもよい。この場合、両方の画素が、互いの信号に基づいて補正される。例えば、両方画素の光量が平均化される。より具体的には、色キャリア除去後の両画素の差分の半分の値が補正に使われ、両方の画素が補正される。差分の半分の値が、光量の大きい方の画素から引かれ、かつ、光量の大きい小さい方の画素に加算される。ここでは２つの画素の組み合わせについて説明した。しかし、３つ以上の画素でも同様の原理を適用した処理が考えられる。
【００５４】
上記に例示したような各種の変形は、本発明が適用されるカラー撮像装置の仕様に応じて適当になされてよい。
【００５５】
また、図２の回路構成では、上述のように、構成が簡単になるように、減算器３０、３１および加算器３２、３３が設けられていた。しかし、減算器３０、３１が割算器に置き換えられ、加算器３２、３３が積算器に置き換えられてもよい。これにより、高精度の補正を行うことができる。この構成は、汎用ＤＳＰやＭＰＵにて本実施の形態の補正処理を実現する場合に有効である。
【００５６】
なお、割算器、加算器を使う場合も、加算器、減算器を使う場合と同様、上記のように補正処理が本発明の範囲内で変更されてよく、それに合わせて回路等の構成が変更されてよい。
【００５７】
図４は、上述の図２の構成による信号補正処理のフローチャートである。図４において、画像信号処理装置１６は、色信号生成処理の過程で、１Ｈ遅延処理（Ｓ１０）、ＬＰＦ処理（Ｓ１２）、遅延処理（Ｓ１４、Ｓ１６）、信号補正処理（Ｓ１８）を行う。
【００５８】
より詳細には、画像信号処理装置１６は、まず、入力信号を分岐し、１Ｈ遅延処理部２１にて１Ｈ遅延させて、垂直２ラインの信号を同時化し、これら垂直２ラインの信号を並列に処理できるようにする（Ｓ１０）。次に、画像信号処理装置１６は、原信号を分岐して（２ｎ＋１）タップＬＰＦ２４、２５をかけて、色キャリアを除去した信号を作成する（Ｓ１２）。また、画像信号処理装置１６は、原信号のほうもｎＴ遅延部２２、２３にて遅延させ、ＬＰＦをかけた信号と遅延を合わせる（Ｓ１４）。このときの遅延量は、ＬＰＦのタップ数を（２ｎ＋１）Ｔとしたならば、ｎＴとする。その後、画像信号処理装置１６は、両方の信号を分岐して、１Ｔ遅延部２６、２７、２８、２９で１Ｔ遅延処理を行うことで水平２画素を同時化する（Ｓ１６）。ここでは、原信号も、色キャリアを除去した信号（ＬＰＦをかけた信号）も遅延される。これにて垂直水平２＊２画像の信号が同時化される。そして、画像信号処理装置１６は、隣接画素の色キャリアを除去した信号の比または差分を用いて原信号の補正処理を行う（Ｓ１８）。図２では具体的には差分が用いられているが、前述したように、比を用いて補正を行う構成が採用されてもよい。
【００５９】
以上説明したように、本実施の形態のカラー撮像装置１は、複数の色フィルタが配置された固体撮像素子から出力される原信号から色キャリアを除去した信号を作成し、この信号の変動を入射光の変動として捉えて、その比率または差分により原信号の補正を行うことで画像のエッジ部分での隣接画素の入射光量の差の補正を行っている。このような補正を行うことで、より正確な輝度・色信号処理を行えるため、画像のエッジ部分での偽色を抑え、安価な単板カラー撮像装置であっても良好な画像が得られる撮像装置を提供することができるものである。
【００６０】
以上に本発明の好適な実施の形態を説明した。しかし、本発明は上述の実施の形態に限定されず、当業者が本発明の範囲内で上述の実施の形態を変形可能なことはもちろんである。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明にかかるカラー撮像装置は、安価な単板カラー撮像装置であっても、偽色を抑えた良好な画像が得られる撮像装置を提供するという効果を有し、カメラ等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施の形態におけるカラー撮像装置のブロック図
【図２】カラー撮像装置における画像信号処理装置の構成を示すブロック図
【図３】画像信号処理における信号のイメージを示す図
【図４】画像信号補正処理のフローチャート
【図５】従来の偽色抑圧処理であって、使用ラインの選択によって偽色を抑圧する処理を示す図
【符号の説明】
【００６３】
１１  レンズ
１２  カラーフィルタ
１３  撮像素子
１６  画像信号処理装置部
１７  色キャリア成分除去処理部
１８  信号補正処理部
１９  輝度・色信号処理部
２４，２５  （２ｎ＋１）タップＬＰＦ
３０，３１  減算器
３２，３３  加算器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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